本文介紹ADRV9002的數(shù)字預(yù)失真（DPD）功能。使用的一些調(diào)試技術(shù)也可以應(yīng)用于一般DPD系統(tǒng)。首先，概述了有關(guān)DPD的背景信息以及用戶在試驗(yàn)其系統(tǒng)時(shí)可能遇到的一些典型問(wèn)題。最后，它描述了可以在DPD軟件工具的幫助下應(yīng)用于DPD算法以分析性能的調(diào)整策略。

介紹

數(shù)字預(yù)失真（通常稱(chēng)為DPD）是一種廣泛用于無(wú)線通信系統(tǒng)的算法。DPD的目的是抑制通過(guò)射頻功率放大器（PA）的寬帶信號(hào)的頻譜再生，1從而提高PA的整體效率。通常，PA在處理高功率輸入信號(hào)時(shí)具有非線性效應(yīng)和低效率。非線性效應(yīng)和光譜干擾是由光譜向相鄰波段的再生引起的。圖1顯示了在ADRV9002平臺(tái)上使用TETRA1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行DPD校正前后的頻譜再生。

圖1.使用ADRV9002的TETRA1 DPD。

ADRV9002提供內(nèi)部可編程和功率優(yōu)化的DPD算法，可定制該算法以校正PA的非線性效應(yīng)，從而提高整體相鄰?fù)ǖ拦β时龋?a target="_blank">ACPR）。盡管DPD為通信系統(tǒng)帶來(lái)了預(yù)期的好處，但對(duì)于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，開(kāi)始使用DPD通常非常困難，更不用說(shuō)正確設(shè)置它了。這主要是由于許多因素可能導(dǎo)致錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致DPD性能不佳。即使在正確設(shè)置硬件之后，確定正確的參數(shù)以微調(diào)DPD并獲得最佳解決方案可能仍然具有挑戰(zhàn)性。本文旨在幫助在ADRV9002中使用DPD選項(xiàng)的工程師。我們還包括用戶經(jīng)常遇到的一些典型問(wèn)題，并提供了一些使用可用參數(shù)微調(diào)DPD模型的一般策略，以獲得最佳的DPD性能。該設(shè)備還包括一個(gè)MATLAB工具，可幫助用戶分析DPD。這應(yīng)該有助于消除許多常見(jiàn)錯(cuò)誤，并提供有關(guān)內(nèi)部DPD操作的一些見(jiàn)解。本文將幫助用戶開(kāi)始使用DPD，并提供有關(guān)理論概念和解決實(shí)際問(wèn)題的有用信息。?

啟用DPD選項(xiàng)時(shí)，ADRV9002提供高達(dá)20 MHz的信號(hào)帶寬。這是由于接收帶寬被限制在100 MHz。 通常，DPD將以5×發(fā)射器帶寬的接收帶寬工作，以便可以看到并校正第三和第五互調(diào)信號(hào)。ADRV9002支持的最高PA峰值功率信號(hào)約為1 dB（通常稱(chēng)為P1dB）壓縮區(qū)域。此指標(biāo)指示 PA 壓縮的嚴(yán)重性。如果PA被壓縮到P1dB點(diǎn)以上，則不能保證DPD正常工作。但是，這不是一個(gè)嚴(yán)格的要求;正如我們?cè)诤芏嗲闆r下看到的那樣，DPD在P1dB點(diǎn)上工作，并且仍然提供非常好的ACPR。但是，這將是一個(gè)逐案調(diào)查。通常，如果壓縮太嚴(yán)重，DPD可能會(huì)遇到不穩(wěn)定和崩潰問(wèn)題。我們將在后面的章節(jié)中詳細(xì)討論壓縮區(qū)域，包括如何使用 MATLAB 工具觀察當(dāng)前的 PA 壓縮狀態(tài)。

有關(guān)DPD的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)UG-1828的“數(shù)字預(yù)失真”一章。

建筑

執(zhí)行DPD功能有兩種基本方法。第一種稱(chēng)為間接DPD，在PA之前和之后捕獲信號(hào)。這與直接DPD方法不同，在DPD模塊之前和PA之后獲取信號(hào)。每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)超出了本文的范圍。間接DPD查看PA之前和之后的信號(hào)以了解其非線性行為，并在DPD模塊上執(zhí)行相反的操作。直接DPD查看DPD之前和PA之后的信號(hào)，并通過(guò)在DPD模塊上應(yīng)用預(yù)失真來(lái)消除兩者之間的誤差。用戶應(yīng)該知道ADRV9002使用間接方法以及與之相關(guān)的影響。同樣重要的是要知道何時(shí)使用 MATLAB 工具，捕獲數(shù)據(jù)也指間接方法。

圖2顯示了ADRV9002的高級(jí)DPD工作框圖。輸入信號(hào)u（n）進(jìn)入DPD模塊。DPD將預(yù)失真信號(hào)并生成x（n）。這里我們稱(chēng)之為傳輸捕獲，盡管它實(shí)際上是傳輸信號(hào)的預(yù)失真版本。然后信號(hào)通過(guò)PA變成y（n），最終被發(fā)送到空氣中。我們稱(chēng)y（n）為接收捕獲，盡管它實(shí)際上是PA之后的發(fā)射信號(hào)。然后y（n）反饋到接收器端口，用作觀察接收器。本質(zhì)上，DPD 引擎將捕獲 x（n） 和 y（n），然后生成系數(shù)，這些系數(shù)將應(yīng)用于 DPD 的下一次迭代。

圖2.間接DPD的高級(jí)框圖。

操作模式

ADRV9002支持DPD上的TDD和FDD操作。在TDD模式下，每個(gè)傳輸幀的DPD都會(huì)更新。這意味著接收器將在發(fā)射幀期間充當(dāng)觀察路徑。在FDD中，由于發(fā)射器和接收器同時(shí)運(yùn)行，因此需要一個(gè)專(zhuān)用的接收器通道。ADRV9002具有2T2R，可在2T2R/1T1R TDD和1T1R FDD模式下支持DPD。

DPD 型號(hào)

結(jié)構(gòu)

以下等式顯示了在發(fā)射路徑中實(shí)現(xiàn)的DPD模型。

哪里：

u（n） 是 DPD 的輸入信號(hào) x（n） 是 DPD
的輸出信號(hào) T 是 DPD
型號(hào)
的總抽頭次數(shù)ψt是實(shí)現(xiàn) Tap t
l 的查找表 （LUT） 的多項(xiàng)式函數(shù)t是幅度延遲
kt數(shù)據(jù)延遲
是否為T(mén)，LT，I是 DPD 引擎
b 計(jì)算的系數(shù)T，LT，I是啟用或禁用項(xiàng)
的開(kāi)關(guān) i 是多項(xiàng)式項(xiàng)的索引和冪

用戶可以為每個(gè)抽頭配置多項(xiàng)式項(xiàng)的數(shù)量。ADRV9002提供三個(gè)存儲(chǔ)器項(xiàng)抽頭和一個(gè)交叉項(xiàng)抽頭，每個(gè)抽頭的階數(shù)為0至7。

型號(hào)選擇

用戶可以選擇ADRV9002提供的默認(rèn)型號(hào)選項(xiàng)（如圖3所示），該選項(xiàng)適用于大多數(shù)常見(jiàn)情況?；蛘撸脩艨梢酝ㄟ^(guò)啟用和禁用術(shù)語(yǔ)來(lái)選擇自己的模型。前三次點(diǎn)擊（0 到 2）表示內(nèi)存術(shù)語(yǔ)，其中點(diǎn)擊 1 是中心點(diǎn)擊。點(diǎn)擊 3 是交叉項(xiàng)點(diǎn)擊。

圖3.DPD 模型多項(xiàng)式項(xiàng)。

注意 點(diǎn)擊 3（或交叉項(xiàng)點(diǎn)擊）不應(yīng)啟用零階項(xiàng)，以區(qū)別于內(nèi)存項(xiàng)點(diǎn)擊。

LUT 大小：用戶可以設(shè)置 LUT 大小。ADRV9002提供256和512兩種選擇。使用512尺寸，用戶將具有更好的量化噪聲水平，從而獲得更好的ACPR，因?yàn)檩^大的尺寸通常會(huì)提供更好的信號(hào)分辨率。對(duì)于窄帶應(yīng)用，我們建議使用 512 作為默認(rèn)選項(xiàng)。256可用于寬帶，因?yàn)樵肼曀讲荒敲磭?yán)格，并且可以提高計(jì)算和功率。

預(yù) LUT 縮放：用戶可以設(shè)置預(yù) LUT 縮放器以縮放輸入數(shù)據(jù)，以更好地適應(yīng)壓縮擴(kuò)展器。壓縮擴(kuò)展器從發(fā)射器獲取信號(hào)并將其壓縮以適合 8 位 LUT 地址。根據(jù)輸入信號(hào)電平，用戶可以調(diào)整此值以優(yōu)化LUT利用率?？梢栽诜秶?（0， 4） 中設(shè)置這些值，步長(zhǎng)為 0.25。本文最后一節(jié)詳細(xì)介紹了壓縮膨脹機(jī)。

配置

圖4.啟用 DPD 的基本配置。

要執(zhí)行DPD，用戶必須在PA上啟用外部環(huán)回路徑，然后設(shè)置反饋功率以確保它不會(huì)超出范圍。請(qǐng)注意，這是峰值功率，而不是平均功率。功率太強(qiáng)或太弱都會(huì)影響DPD性能。用戶還需要設(shè)置外部路徑延遲，可以使用External_Delay_Measurement.py獲得。此腳本可在 IronPython 文件夾下的 ADRV9002 評(píng)估軟件安裝路徑中找到。

請(qǐng)注意，只需為高采樣速率配置文件（例如LTE 10 MHz）設(shè)置外部延遲。對(duì)于低采樣率配置文件（TETRA1 25 kHz），用戶可以將其設(shè)置為0。在本文的后面，我們將使用軟件工具來(lái)觀察捕獲數(shù)據(jù)，以查看外部延遲效果。

其他設(shè)置

圖5.DPD 上的其他配置。

用戶可以配置樣本數(shù)。默認(rèn)情況下，用戶可以設(shè)置 4096 個(gè)樣本。建議使用默認(rèn)值。在大多數(shù)情況下，默認(rèn)的 4096 樣本將為 DPD 提供最佳解決方案。

附加功率刻度是一個(gè)更高級(jí)的參數(shù)。在大多數(shù)情況下，建議對(duì)ADRV9002使用默認(rèn)值4。此參數(shù)與內(nèi)部相關(guān)矩陣有關(guān)。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)，默認(rèn)值為我們測(cè)試的現(xiàn)有波形和PA提供了最佳性能。在極少數(shù)情況下，輸入信號(hào)幅度極小或極大，用戶可以嘗試將此值調(diào)整為越來(lái)越小的值，以便相關(guān)矩陣保持適當(dāng)?shù)臈l件數(shù)，從而獲得更穩(wěn)定的解。

Rx/Tx 歸一化：用戶應(yīng)將接收器/發(fā)射器歸一化設(shè)置為數(shù)據(jù)線性的區(qū)域。在圖6中，線性區(qū)域以紅色顯示。在這個(gè)區(qū)域中，數(shù)據(jù)的功率尚未達(dá)到壓縮區(qū)域，并且足夠高以進(jìn)行增益計(jì)算。選擇區(qū)域后，DPD可以估計(jì)發(fā)射器和接收器的增益，并繼續(xù)對(duì)算法進(jìn)行進(jìn)一步處理。在大多數(shù)情況下，–25 dBFS 至 –15 dBFS 應(yīng)適用于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn) PA。但是，用戶仍應(yīng)注意，因?yàn)樘厥獾腜A可能具有非常不同的AM/AM曲線形狀，在這種情況下，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹１疚暮竺娴牟糠謱?duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

圖6.典型的 AM/AM 曲線。線性區(qū)域?yàn)榧t色。

設(shè)置

硬件設(shè)置

典型設(shè)置如圖7所示。在信號(hào)進(jìn)入PA之前需要一個(gè)低通濾波器，以防止LO信號(hào)諧波。在某些情況下，當(dāng)內(nèi)部LO相位噪聲性能不能滿足應(yīng)用要求時(shí)，可能需要外部LO。在這種情況下，外部LO源需要與DEV_CLK同步。窄帶DPD通常需要這樣做，因?yàn)檎瓗PD對(duì)近帶噪聲要求更為嚴(yán)格。通常建議在PA之前有一個(gè)可變衰減器，以防止對(duì)PA的潛在損壞。反饋信號(hào)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)乃p，以設(shè)置峰值功率，如上一節(jié)所述。

圖7.典型的DPD硬件框圖。

軟件設(shè)置

鐵蟒蛇

下載 IronPython 庫(kù)，以便在 GUI 上執(zhí)行 IronPython 代碼。

在這里，用戶可以在GUI的IronPython窗口中運(yùn)行dpd_capture.py，如圖8所示，與MATLAB工具一起提供，以獲取發(fā)射器和接收器的捕獲數(shù)據(jù)。DPD采樣率也包含在捕獲文件中。

圖8.IronPython GUI 窗口。

請(qǐng)注意，此腳本應(yīng)在啟動(dòng)或校準(zhǔn)狀態(tài)下運(yùn)行。

MATLAB 工具

MATLAB 工具分析從dpd_capture.py捕獲的數(shù)據(jù)。該工具將有助于檢查信號(hào)完整性、信號(hào)對(duì)齊、PA壓縮電平，最后是DPD的微調(diào)。

MATLAB 工具需要 MATLAB 運(yùn)行時(shí)。首次安裝需要一些時(shí)間才能下載。安裝后，用戶可以加載 IronPython 腳本捕獲的數(shù)據(jù)，然后觀察繪圖，如圖 9 所示。

圖9.MATLAB DPD 分析儀。

用戶還可以設(shè)置數(shù)據(jù)規(guī)范化的高/低閾值，并點(diǎn)擊重新加載以查看更改。

首先，我們?cè)跁r(shí)域中繪制了歸一化的發(fā)射器和接收器數(shù)據(jù)。用戶可以放大以觀察發(fā)射器和接收器的對(duì)齊狀態(tài)。我們只顯示數(shù)據(jù)的真實(shí)部分，但用戶也可以輕松繪制虛部。通常，實(shí)部和虛部都應(yīng)該對(duì)齊或不對(duì)齊。

然后我們有發(fā)射器和接收器光譜——藍(lán)色是發(fā)射器，紅色是接收器。請(qǐng)注意，這是間接DPD，發(fā)送器數(shù)據(jù)將是預(yù)失真的數(shù)據(jù)，而不是SSI端口上的發(fā)送器數(shù)據(jù)路徑。

接下來(lái)，我們有兩條AM/AM曲線，分別是線性和dB刻度。這些是有關(guān)DPD性能和PA壓縮狀態(tài)的重要指標(biāo)。

還提供了AM/PM曲線和接收器/發(fā)射器相位差。

此外，我們還有高閾值和低閾值。這些數(shù)字應(yīng)與ADRV9002 TES評(píng)估軟件中設(shè)置的數(shù)字相匹配。

請(qǐng)注意，由于我們提供了用于捕獲數(shù)據(jù)的 API，因此用戶可以根據(jù)需要開(kāi)發(fā)自己的繪圖和分析模型。該工具提供了一些用于分析 DPD 的常見(jiàn)檢查。這些 API 是：

adi_ADRV9002_dpd_CaptureData_Read，這是讀取DPD捕獲的數(shù)據(jù)，必須在校準(zhǔn)或啟動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行。

adi_ADRV9002_DpdCfg_t → dpdSamplingRate_Hz，這是DPD采樣率，只讀參數(shù)。

典型問(wèn)題

DPD可能受到許多不同的因素的影響。因此，值得確保用戶考慮和檢查列出的所有潛在問(wèn)題。在考慮所有問(wèn)題之前，用戶應(yīng)確保硬件連接正確。

傳輸數(shù)據(jù)過(guò)載

圖10顯示了ADRV9002實(shí)現(xiàn)DPD的高級(jí)框圖。來(lái)自接口的發(fā)送器數(shù)據(jù)可能會(huì)使DAC過(guò)載。如果DAC過(guò)載，發(fā)射器的RF信號(hào)甚至在PA介入之前就會(huì)失真。因此，確保發(fā)送器數(shù)據(jù)不會(huì)使DAC過(guò)載至關(guān)重要。

圖 10.DPD的高級(jí)硬件框圖。

要查看發(fā)射器DAC是否過(guò)載，用戶只需從GUI觀察即可。圖11顯示了TETRA1 25 kHz波形。峰值距離數(shù)字滿量程還很遠(yuǎn)。對(duì)于ADRV9002，建議與滿量程至少保持幾dB，以避免DAC的潛在過(guò)載。很難量化用戶應(yīng)該退讓多少，這是因?yàn)镈PD將嘗試執(zhí)行預(yù)失真，而預(yù)失真信號(hào)將被“峰值擴(kuò)展”，因此可能會(huì)使DAC過(guò)載。這取決于DPD對(duì)特定PA的反應(yīng)——通常，PA壓縮得越多，峰值擴(kuò)展所需的空間就越大。

圖 11.時(shí)域中 TETRA1 標(biāo)準(zhǔn)波形的一部分。

接收器數(shù)據(jù)過(guò)載

另一個(gè)常見(jiàn)錯(cuò)誤是接收器數(shù)據(jù)使反饋ADC過(guò)載。這是由于沒(méi)有足夠的衰減返回到接收器端口造成的。正如您可以從調(diào)試工具中觀察到的那樣，效果是接收器數(shù)據(jù)被削波，因此發(fā)射器和接收器無(wú)法有效對(duì)齊，導(dǎo)致DPD出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤。DPD通常表現(xiàn)得非常差，導(dǎo)致整個(gè)頻譜上的噪聲增加。

接收器數(shù)據(jù)過(guò)載

與接收器過(guò)載相比，這個(gè)問(wèn)題經(jīng)常被忽視。這是由于未正確設(shè)置反饋衰減引起的。用戶可能會(huì)對(duì)反饋路徑施加過(guò)多的衰減，從而使接收器數(shù)據(jù)太小。默認(rèn)情況下，建議ADRV9002使用–18 dBm峰值，因?yàn)樗鼤?huì)將模擬到數(shù)字的數(shù)據(jù)帶到DPD的已知功率電平。但是，用戶可以調(diào)整此數(shù)字以滿足他們的需求。用戶應(yīng)該知道，DPD反饋接收器使用的衰減器與常規(guī)接收器不同，而且它的步長(zhǎng)要大得多。衰減水平由用戶設(shè)置的峰值功率電平調(diào)整。–23 dBm 是最低功率電平（衰減為 0）— 超出此值，用戶將遇到低功率電平，這將影響 DPD 性能。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，用戶應(yīng)確保始終正確測(cè)量和設(shè)置反饋功率。通常，用戶傾向于嘗試不同的功率級(jí)別，而忘記正確設(shè)置反饋功率，從而導(dǎo)致此問(wèn)題。

圖 12.接收器數(shù)據(jù)過(guò)載。

圖 13.未對(duì)齊的 DPD 捕獲。

TDD 與 FDD

TDD 模式下的 DPD 必須在自動(dòng)狀態(tài)機(jī)中運(yùn)行。使用TES進(jìn)行評(píng)估時(shí)，在手動(dòng)TDD模式下，用戶仍然可以啟用DPD，但性能會(huì)很差。這是因?yàn)镈PD只能基于幀運(yùn)行。在手動(dòng)TDD模式下，幀的長(zhǎng)度將由發(fā)送/接收使能信號(hào)切換決定。換句話說(shuō)，每個(gè)播放和停止都是一個(gè)幀。然而，在人類(lèi)切換所需的時(shí)間內(nèi)，PA已經(jīng)在溫度方面轉(zhuǎn)向了不同的狀態(tài)。因此，如果不使用自動(dòng)TDD模式，就不可能保持DPD狀態(tài)，在該模式下，可以頻繁切換使能信號(hào)。但是，在FDD模式下，DPD應(yīng)正常工作。

例如，用戶可能想要使用TETRA1，它遵循類(lèi)似TDD的幀方案（實(shí)際上是TDM-FDD）。因此，不需要直接選擇TDD模式并手動(dòng)檢查DPD，并且DPD往往性能不佳。相反，用戶可以使用“自定義FDD”配置文件并選擇與TETRA1相同的采樣率和帶寬，或者用戶可以設(shè)置TETRA1 TDD幀定時(shí)并使用自動(dòng)TDD模式。這兩種方法都可以提供比手動(dòng)TDD更好的性能。

發(fā)射器/接收器未對(duì)齊

ADRV9002將嘗試對(duì)發(fā)射器和接收器數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊。當(dāng)用戶捕獲數(shù)據(jù)時(shí)，它們應(yīng)對(duì)齊。延遲測(cè)量在初始校準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)完成。但是，對(duì)于高采樣率曲線，需要單獨(dú)進(jìn)行更精確的子樣品對(duì)準(zhǔn)。

圖 14.放大LTE10的真實(shí)發(fā)射器和接收器數(shù)據(jù)（未對(duì)齊）。

DPD是一種自適應(yīng)算法，需要取兩個(gè)實(shí)體（即發(fā)射器和接收器）的誤差。在考慮發(fā)射器和接收器的誤差之前，需要正確對(duì)齊兩個(gè)信號(hào)，尤其是在使用高采樣速率配置文件（例如LTE10）的情況下。對(duì)齊至關(guān)重要，因?yàn)闃悠分g的間隔很小。因此，用戶需要運(yùn)行腳本External_Delay_Measurement.py以提取外部路徑延遲。此數(shù)字可以在“板配置”→“路徑延遲”下輸入。

圖 15.IronPython 外部延遲測(cè)量。

發(fā)射器和接收器數(shù)據(jù)未對(duì)齊的影響是，用戶將觀察到噪聲更大的AM/AM曲線。

設(shè)置路徑延遲數(shù)后，我們可以觀察到 AM/AM 和 AM/PM 曲線更干凈、噪音更小。相位差也小得多。

圖 16.對(duì)齊的 DPD 捕獲。

圖 17.LTE10的放大發(fā)射器和接收器實(shí)部數(shù)據(jù)（對(duì)齊）。

PA 過(guò)載

每個(gè) PA 在可以處理多少壓縮方面都有自己的規(guī)格。雖然P-1dB數(shù)據(jù)通常在數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出，但實(shí)際上仍然建議對(duì)DPD進(jìn)行精確測(cè)量，以確保壓縮點(diǎn)在P-1dB。DPD軟件使用戶能夠根據(jù)捕獲的數(shù)據(jù)查看AM/AM曲線，以觀察壓縮點(diǎn)與P-1dB相比有多接近。

圖 18.PA 過(guò)載數(shù)據(jù)。

但是，如果信號(hào)超過(guò)P-1dB，則可能導(dǎo)致DPD不穩(wěn)定甚至中斷，使頻譜跳到非常高的水平并且永遠(yuǎn)不會(huì)下降。在圖19中，壓縮遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了峰值上的1 dB區(qū)域，曲線的形狀也開(kāi)始變得平坦。這表明PA被過(guò)驅(qū)動(dòng)，為了增加輸出上的功率，輸入將被推得更多以支持輸出功率水平。此時(shí)，如果用戶決定繼續(xù)增加輸入功率，DPD性能將下降。

圖 19.以 dB 為單位的 AM/AM 曲線（放大）。

一般策略模型選取和調(diào)整

間接DPD的想法是在PA之前和之后捕獲數(shù)據(jù)，而DPD引擎將嘗試模仿PA的相反效果。LUT用于使用系數(shù)應(yīng)用此效果，并且該模型是基于多項(xiàng)式的。這意味著DPD更像是一個(gè)曲線擬合問(wèn)題，用戶將嘗試使用這些術(shù)語(yǔ)來(lái)“曲線擬合”非線性效應(yīng)。不同之處在于曲線擬合問(wèn)題擬合單個(gè)曲線，而DPD還必須考慮記憶效應(yīng)。ADRV9002具有三個(gè)存儲(chǔ)器抽頭和一個(gè)交叉抽頭，用于對(duì)DPD LUT進(jìn)行建模。

圖20顯示了ADRV9002提供的三個(gè)存儲(chǔ)器抽頭和一個(gè)交叉抽頭。一般策略類(lèi)似于曲線擬合問(wèn)題。用戶可以從一些基線開(kāi)始，然后添加和刪除術(shù)語(yǔ)。通常，必須存在中心抽頭（抽頭 1）。用戶可以逐個(gè)添加和刪除術(shù)語(yǔ)，以測(cè)試DPD的效果。然后用戶可以再添加兩個(gè)記憶點(diǎn)擊（點(diǎn)擊 0 和 2）以添加記憶效果校正的效果。請(qǐng)注意，由于ADRV9002有兩個(gè)側(cè)抽頭，因此這些抽頭應(yīng)相同，即對(duì)稱(chēng)。添加和刪除術(shù)語(yǔ)也應(yīng)通過(guò)逐個(gè)方法完成。最后，用戶可以嘗試跨項(xiàng)。交叉項(xiàng)從數(shù)學(xué)角度完成了曲線擬合問(wèn)題，從而提供了更好的DPD性能。

圖 20.記憶項(xiàng)和交叉項(xiàng)映射。

圖 21.模型項(xiàng)設(shè)置無(wú)效。

請(qǐng)注意，用戶不應(yīng)跳過(guò)術(shù)語(yǔ)，將其留空，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致 DPD 出現(xiàn)不希望的行為。另請(qǐng)注意，用戶不應(yīng)在交叉項(xiàng)抽頭上設(shè)置第 0 項(xiàng)，因?yàn)閺臄?shù)學(xué)角度來(lái)看，這也是無(wú)效的。

高級(jí)調(diào)優(yōu)

壓縮膨脹機(jī)和預(yù)LUT定標(biāo)器

在上一節(jié)中，我們提到了壓縮擴(kuò)展機(jī)。當(dāng)?shù)谝淮伍喿x用戶指南時(shí)，這個(gè)概念可能會(huì)對(duì)它的含義或選擇什么（256或512）造成一些混淆。壓縮擴(kuò)展器的目的是壓縮輸入數(shù)據(jù)并將其放入LUT。

壓縮擴(kuò)展器的一般形狀是平方根，您可以在其中輸入 I/Q 數(shù)據(jù)。在將它們放入LUT之前，將使用方程√（i（n）2+q（n）2）從前面的方程中獲取信號(hào)幅度。但是，由于平方根在速度方面是一項(xiàng)昂貴的操作，并且我們還需要將它們映射到LUT（8位或9位），因此壓縮擴(kuò)展器。圖 22 是理想的平方根曲線。實(shí)際的實(shí)現(xiàn)不會(huì)在這里顯示，但簡(jiǎn)而言之，它將是對(duì)平方根曲線的估計(jì)。

圖 22.壓縮擴(kuò)展器 - 估計(jì)平方根的形狀。

一旦我們了解了數(shù)據(jù)如何適應(yīng)LUT，我們就可以開(kāi)始更智能地調(diào)整數(shù)據(jù)。ADRV9002可以選擇8位（256）或9位（512）作為L(zhǎng)UT大小。更大的 LUT 意味著數(shù)據(jù)的地址位置加倍。這意味著更精細(xì)的數(shù)據(jù)分辨率，并且通常具有更好的量化噪聲水平。對(duì)于窄帶應(yīng)用，由于噪聲非常重要，我們建議始終使用512選項(xiàng)。對(duì)于寬帶應(yīng)用，由于噪聲水平不是那么重要，因此可以使用任一選項(xiàng)。但是，如果使用 512 選項(xiàng)，則會(huì)消耗更多的功率，并且計(jì)算速度會(huì)變慢。

直方圖和 CFR

我們簡(jiǎn)要介紹了DPD配置中的預(yù)縮放。此參數(shù)用于提升LUT的輸入數(shù)據(jù)。需要這種提升的原因是，在某些情況下，DPD沒(méi)有正確利用數(shù)據(jù)。對(duì)于這樣的PA壓縮問(wèn)題，真正被壓縮并導(dǎo)致問(wèn)題的是高振幅樣本。因此，我們不能平等對(duì)待所有樣本;相反，我們希望將注意力集中在高振幅樣本上。

查看 TETRA1 標(biāo)準(zhǔn)波形直方圖（參見(jiàn)圖 23 和圖 24）。我們可以觀察到，大多數(shù)值出現(xiàn)在中高振幅區(qū)域。原因是因?yàn)門(mén)ETRA1標(biāo)準(zhǔn)使用D-QPSK調(diào)制方案，結(jié)果是信號(hào)將具有恒定的包絡(luò)。峰值功率與平均功率沒(méi)有太大區(qū)別。

圖 23.TETRA1 星等的直方圖。

圖 24.TETRA1 功率直方圖。

這對(duì)于 DPD 是必需的。如前所述，DPD將捕獲更多的高振幅樣本，因此可以更好地表征PA的行為。

現(xiàn)在我們以類(lèi)似的方式看待LTE10標(biāo)準(zhǔn)。LTE使用OFDM調(diào)制方案，該方案將成百上千個(gè)子載波組合在一起。在這里，我們?cè)俅潍@得了LTE10的幅度和功率。我們可以很容易地觀察到與TETRA1相比的差異，即峰值與主要平均值相距甚遠(yuǎn)。

圖 25.LTE10 幅度的直方圖，無(wú) CFR。

在冪直方圖中（見(jiàn)圖26），如果我們放大遠(yuǎn)端，我們可以觀察到仍然有非常高的峰值出現(xiàn)，但概率非常低。這對(duì)DPD來(lái)說(shuō)是非常不希望的。原因有二。

圖 26.LTE 電源直方圖，無(wú) CFR。

首先，高峰值（高幅度信號(hào)）的低概率計(jì)數(shù)將使PA效率極低。例如，LTE PAPR約為11 dB。這是一個(gè)很大的區(qū)別。為了避免損壞PA，輸入電平需要大幅回退。因此，PA沒(méi)有利用其大部分增益能力來(lái)提高功率。

圖 27.放大高振幅樣本。

其次，高峰也浪費(fèi)了LUT的利用率。由于這些高峰值，LUT將為其分配大量資源，并且只有一小部分LUT分配給大多數(shù)數(shù)據(jù)。這會(huì)降低DPD性能。

波峰因數(shù)降低（CFR）是一種將信號(hào)峰值降低到更可接受的水平的技術(shù)。這通常用于 OFDM 類(lèi)型的信號(hào)。ADRV9002不包括片內(nèi)CFR，因此該功能需要在外部實(shí)現(xiàn)。在ADRV9002 TES評(píng)估軟件中，我們還包含用于此目的的LTE波形的CFR版本。CFR_sample_rate_15p36M_bw_10M.csv如圖 28 所示。我們可以觀察到，在高功率下，由于CFR，信號(hào)的峰值被限制在一定水平（末端傾斜）。這有效地將PAPR推高到約6.7 dB，幾乎是5 dB的差異。CFR 的操作將“損害”數(shù)據(jù)，從某種意義上說(shuō)，EVM 會(huì)降級(jí)。然而，與整個(gè)波形相比，高電平幅度峰值的出現(xiàn)概率非常小，好處是巨大的。

圖 28.直方圖 LTE10 幅度與 CFR。

圖 29.直方圖 LTE10 電源與 CFR。

結(jié)論

DPD是一種復(fù)雜的算法，許多人覺(jué)得很難使用。設(shè)置硬件和軟件以獲得最佳結(jié)果需要大量的精力和謹(jǐn)慎。ADRV9002提供片上集成DPD，可顯著降低復(fù)雜性。ADRV9002還附帶DPD軟件工具，可幫助用戶分析DPD性能。

審核編輯：郭婷